Potencial antitumoral da combinação ditelureto de difenila e temozolomida em linhagens celulares de glioblastoma multiforme

Abstract

O câncer, especialmente o câncer cerebral, é uma condição complexa, crônica e epidêmica, com altas taxas de morbidade e mortalidade, afetando pacientes, suas famílias e comunidades em todo o mundo. Os gliomas apresentam alta agressividade, alta proliferação, raramente são passíveis de ressecção cirúrgica, têm prognóstico desfavorável aos pacientes e apresentam alta taxa de recorrência e resistência terapêutica. A descoberta de novas substâncias que possam atuar com efeito aditivo ou sinérgico e aumentar a sensibilização das células tumorais ao tratamento torna-se uma estratégia terapêutica na área da oncologia. Ditelureto de difenila (DTDF), sólido e hidrofóbico, é um composto organotelúrio utilizado em diversas reações de síntese orgânica, estudado devido às atividades antioxidante, quimioprotetora, citotóxica e antitumoral in vitro. Assim, o objetivo geral deste estudo foi explorar as perspectivas potenciais do glioblastoma multiforme como alvo terapêutico quando exposto ao DTDF isoladamente ou em combinação com temozolomida (TMZ). Além disso, este estudo também visou ampliar a exploração de terapias combinadas com TMZ e agentes que atuam nas vias de sinalização celular. Por fim, buscou avançar na apresentação dos marcadores tumorais de glioma atualmente utilizados na prática clínica e suas implicações no Sistema Único de Saúde (SUS). Dado o problema de saúde pública do câncer, a detecção precoce através de métodos sensíveis e específicos para análise de marcadores tumorais moleculares pode melhorar o diagnóstico, prognóstico, estadiamento, avaliação da resposta terapêutica e detecção de recorrência do glioma. Portando, os atuais marcadores tumorais de glioma, incluindo IDH-1/2, 1p/19q, MGMT, ATRX, TERT, H3, EGFR, BRAF e Ki67 são utilizados em clínicas em todo o mundo, enfatizando sua importância na detecção precoce, classificação histológica e molecular, e prever a resposta terapêutica. Assim, recomenda-se a construção de uma prática clínica que combine educação continuada dos profissionais de saúde, ferramentas diagnósticas, terapêuticas e prognósticas fornecidas pelo SUS no Brasil. Essa abordagem coletiva e dinâmica transforma as práticas clínicas em políticas que fortalecem a ideologia de um SUS universal, integral e equitativo. Na sequência, investigamos os efeitos do DTDF sozinho e combinado com TMZ em células de glioma (U87, M059J e GBM1) e células não-tumorais (MRC5). O DTDF apresentou maior toxicidade que o TMZ, reduzindo significativamente a viabilidade celular. O ensaio cometa revelou que o DPDT causou maiores danos ao DNA do que o TMZ, indicando seu potencial como agente antitumoral. Estudos mecanísticos mostraram que o DTDF induziu estresse oxidativo, aumentando os níveis de espécies reativas de oxigênio e danos ao DNA, particularmente em células de glioma. Além disso, o DTDF inibiu a enzima topoisomerase I, contribuindo para a sua citotoxicidade e seletividade para células cancerígenas. A combinação de DTDF com TMZ aumentou mais os efeitos tóxicos nas células de glioma do que nas células não-tumorais. No geral, os resultados sugerem que o DTDF pode ser um agente terapêutico promissor contra gliomas, especialmente quando combinado com TMZ para melhorar a eficácia do tratamento. Por último, as vias de sinalização celular desempenham funções regulatórias cruciais que apoiam a manutenção e sobrevivência das células humanas. A desregulação destas vias a montante resulta num efeito cumulativo de mutações nos seus alvos a jusante, conduzindo as células estaminais do glioma para o processo de gliomagênese. Ter como alvos os efetores das vias de sinalização JAK2/STAT3, NF-Κb, PI3K/AKT/mTOR, MAPK, VEGF e SHH/GLI1 pode aumentar a sensibilidade induzida por TMZ a sinais pró- apoptóticos e/ou pró-autofágicos em protocolos de combinação. Agentes como afatinibe, bortezomibe, dissulfiram/gluconato de cobre, metformina e O6- benzilguanina ainda estão sob investigação quanto ao seu uso potencial em combinação com TMZ devido melhorarem modestamente a sobrevida global e a sobrevida livre de progressão. Para concluir, nossas descobertas sugerem que a combinação de conhecimento profundo sobre gliomagênese, técnicas de diagnóstico precoce e agentes eficazes que podem criar benefícios terapêuticos sinérgicos ou aditivos é uma promessa significativa na luta contra o glioblastoma multiforme. Esta forma agressiva de câncer cerebral requer uma abordagem multifacetada, integrando investigação avançada e estratégias clínicas para melhorar os resultados dos pacientes e as taxas de sobrevivência.

Cancer, especially brain cancer, is a complex, chronic, epidemic condition with high morbidity and mortality rates, impacting patients, their families, and communities worldwide. Gliomas present high aggressiveness, high proliferation, are rarely amenable to surgical resection, with unfavorable prognosis to patients and have a high recurrence rate and therapeutic resistance. The discovery of new substances that may act with additive or synergistic effect and increase the sensitization of tumor cells to the treatment becomes a therapeutic strategy in the field of oncology. Diphenyl ditelluride (DPDT), solid and hydrophobic, is an organotellurium compound used in various organic synthesis reactions, studied due to antioxidant, chemoprotective, cytotoxic and antitumor activities in vitro. Thus, the overall objective of this study was to explore potential perspectives of glioblastoma multiforme as a therapeutic target when exposed to DPDT either alone or in combination with temozolomide (TMZ). Additionally, this study aimed to expand exploration of combination therapies with TMZ and agents acting on cellular signaling pathways. Finally, it sought to advance the presentation of glioma tumor markers currently used in clinical practice and their implications within the Brazilian Unified Health System (SUS). Given the public health issue of cancer, early detection through sensitive and specific methods for analyzing molecular tumor markers can enhance glioma diagnosis, prognosis, staging, therapeutic response assessment, and recurrence detection. Therefore, current glioma tumor markers, including IDH-1/2, 1p/19q, MGMT, ATRX, TERT, H3, EGFR, BRAF, and Ki67, used in clinics worldwide, emphasizing their importance in early detection, histological and molecular classification, and predicting therapeutic response. Thus, it asserts the feasibility of building valuable clinical practice that combines classification, and predicting therapeutic response. Thus, it asserts the feasibility of building valuable clinical practice that combines continuous health professional education, diagnostic, therapeutic, and prognostic tools provided by SUS in Brazil, and the incorporation of tumor marker testing. This collective and dynamic approach turns clinical practices into policies that strengthen the ideology of a universal, comprehensive, and equitable SUS. Secondly, we investigated the effects of DPDT alone and combined with TMZ on glioma cells (U87, M059J, and GBM1) and non-tumor cells (MRC5). DPDT showed higher toxicity than TMZ, significantly reducing cell viability. The comet assay revealed that DPDT caused greater DNA damage than TMZ, indicating its potential as an antitumor agent. Mechanistic studies showed that DPDT induced oxidative stress, increasing ROS levels and DNA damage, particularly in glioma cells. Additionally, DPDT inhibited the topoisomerase I enzyme, contributing to its cytotoxicity and selectivity for cancer cells. Combining DPDT with TMZ enhanced the toxic effects on glioma cells more than on non- tumor cells. Overall, the findings suggest that DPDT could be a promising therapeutic agent against gliomas, especially when combined with TMZ to improve treatment efficacy. Lastly, cellular signaling pathways perform crucial regulatory functions that support the maintenance and survival of human cells. Dysregulation of these upstream pathways results in a cumulative effect of mutations on their downstream targets, driving glioma stem cells into the process of gliomagenesis. Targeting the effectors of JAK2/STAT3, NF-Κb, PI3K/AKT/mTOR, MAPK, VEGF, and SHH/GLI1 signaling pathways may increase TMZ-induced sensitivity to pro- apoptotic and/or pro-autophagic signals in combination protocols. Agents such as afatinib, bortezomib, disulfiram/copper gluconate, metformin, and O6- benzylguanine are still under investigation for their potential use in combination with TMZ due to modestly improve overall survival and progression-free survival. To conclude, our findings suggest that combining deep gliomagenesis knowledge, early diagnosis techniques, and effective agents that can create synergistic or additive therapeutic benefits holds significant promise in the fight against glioblastoma multiforme. This aggressive form of brain cancer requires a multifaceted approach, integrating advanced research and clinical strategies to improve patient outcomes and survival rates.